本论文利用几种新型的准一维半导体纳米材料，在研究其基本物理性质(电学和光学)的基础上，制备了几种高性能的纳米器件。在制备气体传感器方面，利用对纳米线进行掺杂、在单根纳米线中引入大量晶界势垒、引入纳米尺寸异质结等手段，极大的提高了器件的灵敏度：在制备光敏器件方面，利用在纳米线中引入晶界势垒的手段，提高了器件的灵敏度；在制备场发射阴极器件方面，利用对纳米线进行掺杂、原位制备器件、提高晶体质量等手段，提高了场发射效率和场发射稳定性；研究了几种新型的锂离子电池电极准一维纳米材料的单根电输运性质，这是其进一步应用的基础。具体内容如下：　　 利用新型的具有特殊核壳结构的ZnSnO3纳米线制备了高敏感的氧气传感器-光敏器件和酒精传感器。ZnSnO3纳米线中存在大量的晶界。晶界势垒对电导的调节作用使得单根ZnSnO3纳米线氧气传感器对外界氧气压具有极高的灵敏度，当氧气压减小8个数量级时，器件电导增加高达6个数量级。晶界势垒的存在也使得单根ZnSn03纳米线光敏器件对紫外光和绿光都具有较好的光电导性质，其电导在紫外和绿激光的照射下分别增加206倍和22倍。ZnSnO3纳米线薄膜型酒精传感器也具有很高的灵敏度，对500ppm浓度的乙醇气体，灵敏度高达42，并且响应和恢复的时间都约为1秒。酒精敏感特性归因子ZnSnO3纳米线表面耗尽层对器件电导的调节。　　 利用新型的h掺杂的SnO2(In-SnO2)纳米线制备了高敏感的酒精传感器，并利用In-SnO2纳米线阵列制备了高效稳定的场发射阴极器件。大量表面态的存在使得In—SnO2纳米线电导对紫外光具有较快的响应，并且使得In-SnO2纳米线薄膜型酒精传感器具有很高的灵敏度，对200ppm浓度的乙醇气体，灵敏度高达40，响应和恢复时间都小于2秒。In-SnO2纳米线阵列原位制备的场发射阴极器件高效稳定，在3.4V/μm的电场下，场发射电流密度高达17mA/cm2，同时电流波动小于±1％。其场发射行为符合Fowler-Nordheim(F-N)理论，是一种冷电子隧穿过程。　　 利用新型的AlZnO纳米线阵列原位制备了超高稳定的场发射阴极器件。AlZnO纳米线阵列的高晶体质量、较少的表面态以及器件的原位制备，使得其场发射电流稳定高效，发射电流波动小于±0.4％，并且在6V/μm的电场下达到6.5mA/cm2。其场发射行为符合F-N方程。本文还讨论了场增强因子与材料和阳极之间间距的关系，推导出的关系式与实验测量结果非常吻合。　　 利用新型的CuO@SnO2核壳结构纳米棒PN结材料制备了超高敏感的硫化氢传感器。PN结到欧姆接触的转变和材料的小尺寸效应使得器件对硫化氢气体在室温下具有极高的灵敏度，在60℃时，对10ppm浓度的硫化氢气体，灵敏度高达94000。这个结果是目前报道的硫化氢传感器在室温下的最高灵敏度，证明了准一维异质结纳米材料在制备高敏感气体传感器方面可能具有良好的前景。　　 研究了具有新型亚稳态相的V2O4·0.25H2O纳米线的单根电输运性质。V2O4·0.25H2O纳米线中存在大量的横向晶界，这些晶界势垒支配了它的单根电输运性质，呈现电流。电压(I-V)曲线非线性的特征。大量晶界的存在以及其较高的电导预示着V2O4·0.25H2O纳米线可能在锂离子电池领域具有良好的应用前景。笔者还研究了仅α-MnO2和β-MnO2纳米棒的单根电输运性质，比较了两种纳米棒的室温电导和热激活能。α-MnO2纳米棒比β-MnO2纳米棒具有更高的电导，预示着α-MnO2纳米棒在制备锂离子电池电极时可能具有更小的损耗。